Röviden a turbolenciáról


Gyorskeresés/shortcut:

 Damian Peach animációi (külön köszönet a CopyRight engedélyezéséért!) egy tökéletes minőségű, 13cm-es refraktort feltételeznek észlelési műszerként, kb. 300x nagyítás mellett. Egy ekkora távcső elméleti felbontóképessége éppen 1 szögmásodperc, ami pontosan megfelel az animációkban bemutatott Airy korong átmérőjének.
Ha egy kétszer ekkora műszer turbolenciára való érzékenységét szeretnénk vizsgálni, akkor kétszer ekkora felbontást, azaz fele ekkora Airy korongot, és fele ekkora diffrakciós gyűrűket kell feltételeznünk, ugyanakkora seeing (turbolencia, a csillagkorong táncolása és deformálódása) mellett. Érezhető, hogy ugyanolyan légköri turbolencia mellett nagyobb műszerben nyugtalanabb képet kapunk
Kisebb műszer esetén épp fordított a dolog. Ha távcsövünk csak fele akkora, akkor a diffrakciós kép (= az Airy korong és a diffrakciós gyűrűk) dupla akkora lesz, és hamarább "lenyeli" a légköri nyugtalanságból adódó képtorzulást. Ezt alátámasztja az a tapasztalat is, hogy kisebb távcsőben gyakrabban látunk nyugodtabb képet.
Kitakarással terhelt (Newton, Makszutov, Schmidt-Cassegrain) távcsőben hasonló ábrákat látunk: mindössze a diffrakciós gyűrűk intenzitása növekszik meg az Airy korong fényességének (25%-os kitakarás felett méretének is) a rovására.

Copyright © www.damianpeach.com		 Seeing=1 (nagyon rossz). Diffrakciós kép nem látható
Ilyen ábrát kapunk, ha nyitott ablakon keresztül észlelünk, vagy horizontközeli objektumot figyelünk meg. Ilyen mértékű torzulást leggyakrabban a távcső előtt felszálló légáramlatok okoznak. Ilyen a nappal felmelegedett beton, vagy aszfalt, télen a háztetőkből felfelé szálló légáramlat, a nem kellőképpen áthűlt főtükör (a meleg levegő a tubus fala mentén felfelé áramlik) de a Newton távcső nyílása előtt felejtett kezünk is. Nagyon ritkán, különösen télen, amikor "sziporkáznak a csillagok", a felső légkörben levő légmozgás is hasonló torzulásokat okoz.

Copyright © www.damianpeach.com		 Seeing=2-3 (gyenge). Az Airy korong ritkán bevillan.
Nagytávcsővel rendelkezők nyugodtan rajtahagyhatják a tubussapkát a távcsövükön, és elővehetik binokulárjaikat. A Kárpát medencében a derült éjszakák majd' egyharmadában ilyen egünk van. Ilyenkor az ajánlott nagyítás legfeljebb 100x (érdekes módon kisebb távcsövekkel nagyobb nagyításig elmerészkedhetünk!). Talán ebből adódik az a (sajnos eléggé elterjedt) vélemény, miszerint egy kis refarktor szebb rajzolatú képet ad, mint egy nagy Newton. Ez a vélemény egészen addig igaznak is bizonyul, míg nagyobb távcsövünkkel egyszer ki nem fogunk egy igazán nyugodt (seeing=9) eget. A nagyobb távcső megfelelő optikai minősége persze alapkövetelmény...

Copyright © www.damianpeach.com		 Seeing=4-5 (közepes). Az Airy korong látható, az első diffrakciós gyűrű néha bevillan.
Ez egy átlagos légköri nyugtalanság. A leggyakrabban ilyen egünk van. Az ajánlott maximális nagyítás 150x-200x, a horizont felé közeledve ennél kevesebb. Mint az összes turbolencia, ez is éppúgy keletkezhet az észlelési környezetben (magunk csinálta...), mint a felettünk levő 10km vastag troposzférában. Gyakran elég, ha két három látogatónk a távcső előtt (azaz észlelési irányban) beszélget. A kilehelt meleg levegő felfelé szállva éppen keresztezi a beérkező fénysugarakat, s a távcsőbe máris egy torzított hullámfront lép be.

Copyright © www.damianpeach.com		 Seeing=6-7 (jó). Az Airy korong és az első diffrakciós gyűrű mindig látható.
Ilyenkor bolygó- és kettőscsillagészlelők, távcsőtesztelők különösen sokáig szoktak távcsövük mellett időzni, kihasználva a jó seeinget. WebCam-mal fotózók lövik többszáz felvételből álló sorozataikat, melyekből felössszegzés és képfeldolgozás után a legkiválóbb képek születnek. Akár 300x nagyításig is felmehetünk. Emlékszem magamra, mint kezdő észlelőre, hogy (jó fél év sikertelenség után) egy ilyen égen végzett észlelés után nyugtattam meg magamat, hogy mégis jó a távcsövem. De emellett mint kereskedő, azt is pontosan tudom, hogy hány kiváló távcsövet adott el gazdája csak azért, mert egy 7-es seeinget soha nem tudott kifogni...

Copyright © www.damianpeach.com		 Seeing=8-9 (nagyon jó). Az Airy korong és az első diffrakciós szinte állni látszik.
Ahogy itt Ausztriában mondanák "Keine Ausrede!", azaz nincs mellébeszélés. A nagyítás szinte tetszőlegesen növelhető, legfeljebb a pontszerű csillag képe helyett az elhajlási képet fogjuk tanulmányozni... Otthagyni minden mást, felállni a TV-sorozat mellől, kikapcsolni a számítógépes chat-programot és ki az ég alá! Ilyen ég a Kárpát-Medencében igazi ritkaság. Gondoljunk arra, mennyivel többe kerülne egy utazás Hawaii-ra, ahol szinte minden éjszaka ilyen nyugodtságú ég fogad!
Damian Peach bolygófotóit itt láthatjuk.

Copyright © www.damianpeach.com		 Seeing=10 (ideális). Ilyet látunk a laborban...
Ha egy távcsövet optikain padon tesztelünk, a fénynek csak néhány métert kell megtennie a levegőben. Kiküszöbölve minden házilag készített turbolenciát, pontosan látjuk az Airy korongot, valamint a diffrakciós gyűrűket. Egy természetes emberi tulajdonság, hogy hamar hozzászokik a jóhoz. Műcsillag helyett azonban valódi objektumokat észlelni sokkal érdekesebb, még ha a légköri turbolencia sokszor meg is keseríti az amatőrcsillagász életét. Tanuljunk meg tehát együtt élni a seeinggel, és tanuljuk meg tudatosan kihasználni azokat a jó körülményeket, melyek környezetünkben adódnak.











Kosa Arpad turbolenciatesztje

>szantho: Hogy allsz a 20 cm-es tavcsovedben fellepo turbolenciak kikuszobolesevel?

Kosa Arpad: Tegnap este attores tortent az eszlelesi ugyessegemet illetoen. Olvastam a Rosanics fele cikkben, hogy egy f/6-os rendszer egy 4.8 mm atmeroju foltban ad elfogadhato kepet, es utananeztem a jusztirozasnak alaposabban. Az eg is bomba volt, ilyen seeing meg nem volt errefele! Az eredmeny: olyan Szaturnusz (zenitkozelben), ahogy a nagykonyv irja: Cassini-res csodas, eles kontrasztok az Antares ortho-val (f=6 mm) es a kulso gyuru kozepen mintha egy sotetebb sav lett volna. A kep mozdulatlan, a felszinen eddig csak a fenykepen latott mintazatok.
A Hold egy kicsit kozel volt, de igy is 4 holdat lattam. Apropo Hold, ez is egyszeruen lelegzetelallito volt. Megsasoltam a Jupitert is, bar meg alacsonyan jart,es szinesben lattam Itt a kontraszt lagyabb volt, de majd talan egyszer meg elcsipem okelmet...
Az Orion kod meg a majdnem telehold alatt is csodalatos volt. Lattam vegre az intrafokalis gyuruket is a Betelgeuse-n, a lenyeg, hogy a fenyes csillag a zenitkozelben legyen, es a kezem ne legyen tul kozel a tavcso vegehez... eddig ugyanis mindig ottfelejtettem, es hihetetlen Schlieren mintazatokat nezegettem.Tapasztaltam en is, hogy az extrafokalis kep a zavarokra erzekenyebb.












CCD-ing



> ...elgondolkoztatonak talaltam azt az
> eszrevetelt, hogy Magyarorszagon evente 2-3
> alkalommal megfelelo a seeing ahhoz, hogy
> egy 20cm-nel nagyobb atmeroju jo minosegu tavcsovet
> ki lehessen hasznalni. Erdemes egyaltalan nagyobb tavcsovet
> epiteni? Erdekelne, hogy mi van a "CCD-inggel"?
> Erre is vonatkozik a kijelentes?

Koszonom az eszrevetelt! Oszinten: nagyon jo a kerdes!!!!

Mielott valszolok, kerlek kulonos figyelemmel legy az alabbi szavakra,
melyek majdnem rokonertelmuek, de NEM UGYANAZOK.

-felbontas,
-kepminoseg,
-kontraszt,
-fenymennyiseg

Termeszetesen van ertelme nagyobb tavcsovet hasznalni, hisz a fenti idezet (az altalad idezett levelezes szoros kettosok felbontasarol szolt) csak a vizualis felbontokepessegre vonatkozott. CCD eseteben rovid expoziciok osszegzesenel kijavithatjuk a kettoscsillag, vagy a bolygo "tancolasat", halvanyabb objektumok (azaz hosszu integracios ido) eseten pedig elsosorban nem a felbontas szamit, hanem a bejovo feny mennyisege. Talan nem kell kulon kiemelnem, hogy az elso esetben NEM a primer fokuszt hasznaljuk, a masodik esetben azonban a nagyobb kiterjedes (egyes kismeretu planetaris kodoket kiveve) miatt mar nyujtas nelkul, vagy minimalis nyujtassal dolgozunk. Ez esetben a Pixelmeret adja a felbontast, es ez a legtobb esetben alatta marad a seeingnek.

A szem minimalis integracios ideje kb. 0,1 masodperc, ezt hasznaljak ki pl. a filmnel is, ahol a 25 kepkocka/mp-et a szem folyamatos mozgaskent erzekeli. Letezik egy maximalis integracios ido is, mely a vizualis melyeg-megfigyelesnel fontos, s ideje kb. 6 masodperc. Ha ennyi ideig egy hatarozott teruletre koncentralunk, es nem mozgatjuk a szemunket, akkor az eleslatas teruletetol kb 20 foknyira levo (bovebben: elforditott latasnal) ponton az objektum mintegy kifenyesedni latszik. Sok tapasztalt vizualis eszlelo, ala tudja tamasztani e kijelentesem. Ezzel sokszor 0,4-0,5 magnitudot nyerhetunk. Hosszabb koncentralas tapasztalatom szerint nem hoz jobb eredmenyt, ugy tunik az agyunk maximalisan 6 masodpercig osszegzi a latott kepeket, es 0,05-0,1 masodperces resszleteket kepes meg elkuloniteni. Erdekes, ugye? (bovebben az Amatorcsillagaszok Kezikonyveben olvashatsz utana, ami a Polaris-boltban vasarolhato meg)

Vizualis eszleles es nyugtalan legkor eseten is van azonban neha eselyunk arra, hogy (rovid idore ugyan) 20 cm-nel nagyobb tavcsovel is az elmeleti felbontokepesseget elero metszeteles kepet kapjunk, hisz a legkor neha "kimerevedni" latszik. Sajnos az olyan ejszakak, ahol ez nem csak esetenkent, hanem tartosan fordul elo, valoban csak nehany van. A Karpatmedence elegge huzatos...

Ne feledkezzunk el azonban arrol, hogy egy kep minoseget nem csak a felbontas, hanem a kontraszt es a fenymennyiseg is meghatarozza. Nemcsak a melyegeknel, hanem a bolygoknal is lenyeges, hisz utobbiak nagy nagyitasnal drasztikusan vesztenek a feluleti fenyessegukbol, s igy a lathato reszletek a sejtheto tartomanyba, mig a sejthetoek az eszrevehetetlenek koze csusznak. Itt is fontos tehat az atmero.

Vegezetul szamoljunk utana: az elmeleti felbontas egy 20cm-es tavcso eseten atlagosan 0,56 ivmasodperc, illetve kek fenyben valamivel 0,5 ivmasodperc alatti.

Apropo kontraszt: a kontraszt felelos azert, hogy a felbontasnal kisebb (!) reszleteket is megpillanthassunk. Jo pelda erre a Szaturnusz gyuruje akkor, amikor epp elevel fordul felenk. Ekkor a valodi vastagsaga joval 0,1 szogmasodperc alatt van, de kornyezetehez kepesti fenyessege (azaz a kontraszt) elegendo ahhoz, hogy eszrevehessuk. Maskepp fogalmazva: (1 szogmasodperces seeinget veve alapul) a gyuru fenye egy negyzetivmasodperces feluleten tobb, mint a csillagos hatter fenyessege ugyanekkora feluleten, fuggetlenul attol, hogy a gyuru latszo valodi felulete csak toredeke az 1 negyzetivmasodpercnek.

> ...milyen idojarasi tenyezok vannak erre hatassal?

A legkorben levo paranyi homerseklet es nyomaskulonbsegek, melyek a felsolegkortol kezdve egeszen a tavcso tubusig (hazilag keszitett turbolencia) terjednek. Roviden: a csillagaszok legadazabb ellensegei, melyek alantas modon lesbol tamadnak. Minel magasabbra megyunk, annal vekonyabb a legreteg, tehat (hacsak nem fekszik eszlelohelyunk egy szelcsatornaban) ott javul a helyzet. Pl: Hawaii, vagy a del-Amerikai magashegyi obszervatoriumok.











Mi turbolencia, es mi nem?

Ha egy fenyes csillag kepet extra es intrafokalisan nezed (kozepes nagyitas elegendo, en 67x-szel tesztelem, es fel latomezont kitolto kepet allitok be), a kep feluleti fenyessege altalaban nem egyenletes eloszlasu. A kis foltok, szalak, szorok (sotet, vagy vilagos is lehet) tomkelege van altalaban a kepben. Na mar most: Minden kis ize, ami MOZOG, a legkori turbolencia rovasara irhato. A korkoros lassu mozgas a kozeli turbolencia (akar a csoben is keletkezhet, ha a tukor, a levego es a fal nem azonos homersekletu), a vibralo gyors a felso legkorbol szarmazik, a lassu es altalaban valamilyen iranyba orientalodo mozgas pedig egeszen kozeli felszallo legaramlattol van. (Ha a meleg -azaz meg el nem fagyott- kezedet a tavcso ele/ala helyezed, lathatova valik ez a mozgasfajta, de egy erkelyen is jol lathato, ha az alatta levo emelet futott, vagy akar egy aszfaltozott parkolohelyen).
Megjegyzes: igazan nyugodt legkor egy 20cm feletti tavcso szamara Kozep-Europaban igen ritka, es altalaban gyengebb atlatszosaggal tarsul.